CN215892829U - 一种水温分层加热的节能热泵供水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及热泵供水领域，具体公开了一种水温分层加热的节能热泵供水系统，包括热泵、第一进水管、第二进水管、第一排水管、控制器、电磁阀、贮水箱和层板。该供水系统通过巧妙设置贮水箱，在不同高度增加交错的层板之后，可以临时保存存在温差的水，设置多个排水口，可以按需要的温度取水在最合适的排水口取水，并且用户在使用过程中需要微调温度时，直接通过切换不同温度的排水口的方式可以减少温度波动，用户使用体验好。

Description

一种水温分层加热的节能热泵供水系统

技术领域

本实用新型属于热泵供水领域，特别涉及一种水温分层加热的节能热泵供水系统。

背景技术

近年来热泵系统作为提供热量的主要设备之一，因其对环境改善及节能环保等特点，在世界各国得到了广泛的应用，特别是学校、医院等人口密集场所对热泵供水系统的需求更是日益增加。然而当前热泵供水系统普遍存在如下问题：使用一个大的贮水箱进行加热，冷水经热泵加热成热水回到贮水箱又与剩余的冷水无规律混合，影响加热效率；贮水箱向用户供应热水后，补入贮水箱的冷水直接与尚存热水混合，影响系统能效比，同时造成水温下降，不能向用户提供恒温热水。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本实用新型的实用新型构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种水温分层加热的节能热泵供水系统，利用水流热量分布不均匀的特点，分别利用不同温差的水。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种水温分层加热的节能热泵供水系统，包括：热泵、第一进水管、第二进水管、第一排水管、贮水箱和控制器，所述第一进水管通过所述热泵连通到所述贮水箱的一端，所述第二进水管连通到所述贮水箱的另一端，所述贮水箱在内部不同高度的设置有若干个层板，各个所述层板采用隔热材料，相邻两个层板之间的连通位置彼此错位用于使液体在相邻层板之间折返流动，任意相邻两个层板之间的通道上设置有排水口及其管道，各个排水孔及其管道汇合后连通到所述第一排水管，所述第一进水管、所述第二进水管和各个所述排水口上均设置有电磁阀，各个所述排水口上均设置有温度感应器，所述控制器连接热泵、各个电磁阀和各个温度感应器。

在使用时，热泵加热后的热水从上往下流动充满贮水箱，所述第二进水管的冷水也从下往上流动充满贮水箱。此时贮水箱内由于层板的作用，上下水温存在渐进的差异（以热水45℃为例，下层常温水的温度为27℃，根据热传导效应，中间的多个排水口附近的水温从上到下逐渐递减）。利用整体平移、水温分层的方式，减少了冷热水无规律混合的不可控干扰、降低了能量损耗。采用上述方案，可实现实时监控、冷热分开、分层加热、按需用水的目的，节省了运行费用。

当用户需求45℃的热水，则最靠近最上层进水口的排水口及其电磁阀打开，用于输送热水；当用户在使用中突然需要43℃的热水，控制器通过温度感应器选择最接近该温度的排水口，并打开电磁阀将热水输送（同时关闭原电磁阀）。相比传统的高温热水直接在管道内和冷水混合，该出水方式温和，温度波动小。一般来说，热泵输入的热水都会比用户设定的高一些，方便用户突然需要更高温度的热水，更换使用其他位置的排水口。为了初始状态下贮水箱内的不同高度的水温逐渐递进，所述第一进水管和所述第二进水管同时通入热水和冷水；在使用过程中，如果用户使用热水偏多，则第一进水管多补充热水；如果用户使用冷水偏多，则第二进水管多补充冷水。

在使用时，所述第二进水管也可以作为“排水管”，热水从上面的第一进水管流入，从下面的第二进水管流出，此时所述贮水池均可以充满、保存相同温度的热水。该装置本身也具有较多种使用方法。

作为上述方案的改进，所述第一进水管连接所述贮水箱的最上层，所述第二进水管连接所述贮水箱的最下层。采用上述方案，可以最大限度地增加热水口和冷水口的距离，有利于温度缓慢分布。如图2所示，第一进水管连接在左上角，第二进水管连接在右下角。

作为上述方案的改进，所述层板为矩形片体，所述层板的一侧与所述贮水箱的内壁存在间隙，所述层板的另外三侧与所述贮水箱的内壁连接。如图1所示，采用上述方案，间隙的横截面为矩形，流道的横截面类似U形。在其他方案中，层板的四周边缘完全贴合贮水箱的内壁，层板的边角位置设置缺口作为水流动的通道；比如说一个层板的左下角设置缺口，相邻的另一个层板的右上角设置缺口，相邻两个缺口分别在斜对角的角度，如此也方便热量均匀地、缓慢地扩散至下一层。

作为上述方案的改进，所述贮水箱包括固定壳体和活动壳体，所述固定壳体为立方体结构，所述固定壳体的单侧敞开，所述活动壳体将所述固定壳体敞开的一面封堵。采用上述方案，方便将贮水箱的内部打开；由于贮水箱的内部存在较多的弯折，这种组装式设计有助于日常清理、维护贮水箱。

作为上述方案的改进，所述固定壳体和所述活动壳体之间设置有密封垫，防止漏水。如图2所示，活动壳体的四周边缘通过多个螺栓连接固定壳体，相应地，密封垫环绕连接处一圈。

作为上述方案的改进，所述层板为真空隔热板。它是由填充芯材与真空保护表层复合而成，它有效避免空气对流引起的热传导。

作为上述方案的改进，所述贮水箱采用隔热材质或在外侧设置有保温棉。

与现有的技术相比，本实用新型具有如下有益效果：该供水系统通过巧妙设置贮水箱，可以临时保存存在温差的水，在设置多个排水口后，可以按需要的温度取水，并且用户在使用过程中需要微调温度时，通过切换不同温度的排水口的方式可以减少温度波动，用户使用体验好。

附图说明

图1是一种实施例下供水系统的结构图；

图2是一种实施例下贮水箱的结构图。

主要的附图标记说明：11、第一进水管；12、第二进水管；13、第一排水管；14、热泵；15、控制器；16、排水口；20、贮水箱；21、固定壳体；22、活动壳体；23、层板；24、电磁阀。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“顶部”、“底部”、“顶面”、“底面”、“内”、“外”、“内侧”、“外侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到术语“第一”、 “第二”、 “第三”只是用于描述目的以及区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、 “相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。下面根据本实用新型的整体结构，对其实施例进行说明。

参照图1和图2，本实用新型公开了一种水温分层加热的节能热泵供水系统，包括：热泵14、第一进水管11、第二进水管12、第一排水管13、贮水箱20和控制器15，所述第一进水管11通过所述热泵14连通到所述贮水箱20的一端，所述第二进水管12连通到所述贮水箱20的另一端，所述贮水箱20在内部不同高度的设置有若干个层板23，各个所述层板23采用隔热材料，相邻两个层板23之间的连通位置彼此错位用于使液体在相邻层板23之间折返流动，任意相邻两个层板23之间的通道上设置有排水口16及其管道，各个排水孔及其管道汇合后连通到所述第一排水管13，所述第一进水管11、所述第二进水管12和各个所述排水口16上均设置有电磁阀24，各个所述排水口16上均设置有温度感应器，所述控制器15连接热泵14、各个电磁阀24和各个温度感应器。

在使用时，热泵14加热后的热水从上往下流动充满贮水箱20，所述第二进水管12的冷水也从下往上流动充满贮水箱20。此时贮水箱20内由于层板23的作用，上下水温存在渐进的差异（以热水45℃为例，下层常温水的温度为27℃，根据热传导效应，中间的多个排水口16附近的水温从上到下逐渐递减）。利用整体平移、水温分层的方式，减少了冷热水无规律混合的不可控干扰、降低了能量损耗。采用上述方案，可实现实时监控、冷热分开、分层加热、按需用水的目的，节省了运行费用。

当用户需求45℃的热水，则最靠近最上层进水口的排水口16及其电磁阀24打开，用于输送热水；当用户在使用中突然需要43℃的热水，控制器15通过温度感应器选择最接近该温度的排水口16，并打开电磁阀24将热水输送（同时关闭原电磁阀24）。相比传统的高温热水直接在管道内和冷水混合，该出水方式温和，温度波动小。一般来说，热泵14输入的热水都会比用户设定的高一些，方便用户突然需要更高温度的热水，更换使用其他位置的排水口16。为了初始状态下贮水箱20内的不同高度的水温逐渐递进，所述第一进水管11和所述第二进水管12同时通入热水和冷水；在使用过程中，如果用户使用热水偏多，则第一进水管11多补充热水；如果用户使用冷水偏多，则第二进水管12多补充冷水。

在使用时，所述第二进水管12也可以作为“排水管”，热水从上面的第一进水管11流入，从下面的第二进水管12流出，此时所述贮水池均可以充满、保存相同温度的热水。该装置本身也具有较多种使用方法。

作为上述方案的改进，所述第一进水管11连接所述贮水箱20的最上层，所述第二进水管12连接所述贮水箱20的最下层。采用上述方案，可以最大限度地增加热水口和冷水口的距离，有利于温度缓慢分布。如图2所示，第一进水管11连接在左上角，第二进水管12连接在右下角。

作为上述方案的改进，所述层板23为矩形片体，所述层板23的一侧与所述贮水箱20的内壁存在间隙，所述层板23的另外三侧与所述贮水箱20的内壁连接。如图1所示，采用上述方案，间隙的横截面为矩形，流道的横截面类似U形。在其他方案中，层板23的四周边缘完全贴合贮水箱20的内壁，层板23的边角位置设置缺口作为水流动的通道；比如说一个层板23的左下角设置缺口，相邻的另一个层板23的右上角设置缺口，相邻两个缺口分别在斜对角的角度，如此也方便热量均匀地、缓慢地扩散至下一层。

作为上述方案的改进，所述贮水箱20包括固定壳体21和活动壳体22，所述固定壳体21为立方体结构，所述固定壳体21的单侧敞开，所述活动壳体22将所述固定壳体21敞开的一面封堵。采用上述方案，方便将贮水箱20的内部打开；由于贮水箱20的内部存在较多的弯折，这种组装式设计有助于日常清理、维护贮水箱20。

作为上述方案的改进，所述固定壳体21和所述活动壳体22之间设置有密封垫，防止漏水。如图2所示，活动壳体22的四周边缘通过多个螺栓连接固定壳体21，相应地，密封垫环绕连接处一圈。

作为上述方案的改进，所述层板23为真空隔热板。它是由填充芯材与真空保护表层复合而成，它有效避免空气对流引起的热传导。

作为上述方案的改进，所述贮水箱20采用隔热材质或在外侧设置有保温棉。

前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (7)

1.一种水温分层加热的节能热泵供水系统，其特征在于，包括：热泵、第一进水管、第二进水管、第一排水管、贮水箱和控制器，所述第一进水管通过所述热泵连通到所述贮水箱的一端，所述第二进水管连通到所述贮水箱的另一端，所述贮水箱在内部不同高度的设置有若干个层板，各个所述层板采用隔热材料，相邻两个层板之间的连通位置彼此错位用于使液体在相邻层板之间折返流动，任意相邻两个层板之间的通道上设置有排水口及其管道，各个排水孔及其管道汇合后连通到所述第一排水管，所述第一进水管、所述第二进水管和各个所述排水口上均设置有电磁阀，各个所述排水口上均设置有温度感应器，所述控制器连接热泵、各个电磁阀和各个温度感应器。

2.根据权利要求1所述的节能热泵供水系统，其特征在于：所述第一进水管连接所述贮水箱的最上层，所述第二进水管连接所述贮水箱的最下层。

3.根据权利要求2所述的节能热泵供水系统，其特征在于：所述层板为矩形片体，所述层板的一侧与所述贮水箱的内壁存在间隙，所述层板的另外三侧与所述贮水箱的内壁连接。

4.根据权利要求3所述的节能热泵供水系统，其特征在于：所述贮水箱包括固定壳体和活动壳体，所述固定壳体为立方体结构，所述固定壳体的单侧敞开，所述活动壳体将所述固定壳体敞开的一面封堵。

5.根据权利要求4所述的节能热泵供水系统，其特征在于：所述固定壳体和所述活动壳体之间设置有密封垫。

6.根据权利要求5所述的节能热泵供水系统，其特征在于：所述层板为真空隔热板。

7.根据权利要求1所述的节能热泵供水系统，其特征在于：所述贮水箱采用隔热材质或在外侧设置有保温棉。

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